Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Электрохимическая защита, обработка (ЭХО) -> Электрохимическое покрытие и осаждение металлов -> Электрохимическое покрытие и осаждение металлов

Электрохимическое покрытие и осаждение металлов

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 

При этом следует в первую очередь назвать электрохимическое восстановление атомарным водородом и каталитический распад. Следствием таких реакций является образование вторичных продуктов, которые Могут внедряться в металлический слой, накапливаться на границе раздела фаз или действовать как вторичные ингибиторы. Кроме того, возможны и другие реакции с компонентами электролита, например образование труднорастворимых соединений через промежуточный этап коллоидных или пленкообразующих суспензий. Именно в электролитах, особенно часто используемых в технике, такие очень сложные системы реакций оказывают, очевидно, решающее влияние на свойства осаждающихся покрытий (блеск и физико-механические свойства).

Адсорбция поверхностно-активных веществ на поверхностях, ограничивающих кристаллиты, ведет к изменению натяжения на границе раздела фаз. При этом, во-первых, наблюдаются специфические различия между разными поверхностями (hkl), так что скорости зародышеобразования изменяются селективно. Во-вторых, изменяется и сравнительная величина работы зародышеобразования для одно-, двух- и трехмерных зародышей. В числе типичных изменений, видимых под микроскопом, можно назвать скругление фронта ррста и изменение толщины растущего слоя.

Большие различия в действии ингибиторов в зависимости от природы металла обусловливаются несколькими причинами: силами связи между металлом и ингибитором, подвижностью адсорбированных атомов и влиянием на реакцию перехода через двойной слой. Фишер ввел понятие «чувствительности к ингибиторам» (определяемое как отношение сродства адсорбированных атомов металла к среднему коэффициенту диффузии при самодиффузии адсорбированных атомов на поверхности) с целью охарактеризовать это влияние. Для наиболее важных в технике металлов по экспериментальным данным в простых растворах солей получается примерно следующая последовательность нарастания чувствительности к ингибиторам: Pb, Sn — Zn, Cd — Ag, Си, Au — Fe, Со, Ni — Сг. Для сравнения можно отметить, что осаждение платины из простых растворов солей невозможно.

В табл. 3.3 сопоставлены некоторые важные электрохимические характеристики электролитического осаждения металлов из водных растворов. Они относятся, если нет иного особого упоминания, к простым растворам солей. Влияние специфически действующих добавок, например ингибиторов, ввиду множества возможных вариантов не было учтено.

 

Технологические аспекты

Выбор технологического процесса

Для существенного повышения эффективности известных способов и качества продукции необходимо отказаться от преимущественно случайных соображений при выборе конкретного процесса или комбинации процессов, основывающихся на имеющихся техническом оборудовании и химикатах.

Для определения выбора способа и технологических режимов для решения конкретной задачи нужно кратко пояснить важнейшие этапы в наиболее рациональной их последовательности.

Основные требования к материалам

Требуемые свойства покрытия должны быть регламентированы с допускаемыми пределами отклонений. При этом нужно учитывать свойства необработанных изделий, а также их размеры и форму.

Выбор технологических процессов и технологических режимов

При выборе должны быть учтены все известные возможности достижения требований, сформулированных, а технологические режимы должны быть охарактеризованы следующими параметрами: состав электролита; рабочая плотность тока; рабочая температура; расположение электродов; гидродинамические условия перед поверхностью электродов.

Предпосылкой для научно обоснованного выбора и конкретизации технологических режимов является знание характерных показателей технически применимых способов, измеренных при точно установленных условиях. К сожалению, эта предпосылка в настоящее время еще не выполняется в должной мере, поскольку большинство применяемых стандартных методов определения показателей свойств осуществляется при взаимно несопоставимых условиях, особенно по расположению электродов и по характеру конвекции в электролите. Наиболее эффективно применение стандартных ячеек с электролитом, циркулирующим в замкнутом цикле и протекающим с определенной скоростью.

Выбор технологических процессов подготовки поверхности

По каждому способу или по каждой комбинации способов нужно выбрать возможные варианты необходимой предварительной, промежуточной или отделочной (завершающей) обработки. Сюда также относится и сказанное по отношению к характерным показателям процессов, однако число возможных вариантов обычно бывает гораздо меньшим и благодаря этому достигается лучшая наглядность при оценке опытных данных. Может оказаться, что выбранный процесс неосуществим, поскольку для него нет подходящих способов предварительной, промежуточной или отделочной обработки.

Выбор основного и вспомогательного оборудования

Тип агрегата определяется его размерами, формой и обрабатываемым количеством штучных изделий применительно к способам обработки, причем имеющиеся варианты современных автоматических и полуавтоматических устройств уже допускают весьма широкую возможность варьирования в пределах одного типа агрегата. Это относится в основном к агрегатам для обработки штучных изделий. Для непрерывных процессов обработки проволоки, полосы обычно требуется специальная конструкция агрегата, учитывающая особенности материала и основывающиеся на стандартизованных типовых решениях. К выбору собственно агрегата относится также и вспомогательное оборудование для питания электроэнергией, транспортировки материала после нанесения покрытия, нагрева и охлаждения, перемещения (перекачивания) электролита, а также для выполнения требований охраны труда и здоровья. За пределами агрегата, т. е. в общем случае в масштабах всего гальванотехнического отделения или производственного сектора, потребуется решать вопросы обработки сточных вод и питания электроэнергией.

Экономическая оценка и сопоставление вариантов

Только после того как с учетом предыдущих этапов будет разработана специальная технология, имеет смысл провести экономическую оценку. При этом нужно будет учесть и влияющие факторы, выходящие за рамки рассматриваемого здесь технологического процесса, например конструкцию штучных деталей (конструирование с учетом требований нанесения гальванопокрытий) или выбор материала для этих изделий.

 

Выявление помех при установлении технологических режимов

Параметры, характеризующие технологический режим процесса получения какой-либо продукции с требуемыми свойствами, в конкретном промышленном агрегате не всегда могут сразу же установиться в допустимых пределах. Далее кратко рассматриваются важнейшие факторы помех, поскольку они особенно сильно сказываются на разбросе показателей качества продукции при длительной эксплуатации.

Свойства и качество подготовки исходной поверхности

Главнейшие факторы обусловлены:

а) отклонениями от номинального химического состава и структуры субстрата. Особую роль могут играть неметаллические включения (оксиды, сульфиды и др.), открыто располагающиеся на поверхности;

б) различной механической обработкой поверхности. При этом, во-первых, получается различная степень механической деформации (слой Бейлби), а во-вторых, изменяется микропрофиль поверхности;

в) чистотой поверхности. Здесь преобладают образование оксидных слоев и загрязнение поверхностно-активными веществами. Целенаправленная химическая и электрохимическая предварительная обработка может устранить эти помехи.

Типичное следствие этих влияющих факторов — пониженная прочность сцепления и повышенная пористость осажденного покрытия.

Изменение состава электролита

Эта неполадка является самым частым и самым серьезным источником возникновения дефектов при электролитическом осаждении металлов. Уже при заливке нового электролита могут произойти существенные нарушения вследствие различного содержания загрязнений (в первую очередь веществ, активных на границе раздела фаз) в соли или в воде. При длительном использовании электролита в принципе изменяется содержание не только основных компонентов, концентрация которых велика, но и содержание добавок, концентрации которых невелики, а также загрязнений. Изменение содержания основных компонентов. Для изменения концентрации компонента У, участвующего в катодной реакции с составляющей плотности тока Ijk и в анодной реакции с составляющей плотности тока I, можно записать выражение:

Поддержание постоянства концентрации ионов металла при использовании растворимых анодов согласно этому выражению возможно только в том случае, если выход по току по анодной и катодной реакциям этого металла одинаков. Для анионов и лигандов, состоящих из комплексов, решающую роль для баланса играют в первую очередь возможные превращения на аноде.

Важное вторичное воздействие на концентрацию основных компонентов может быть обусловлено осаждением водорода и кислорода на катоде или соответственно на аноде, что влечет за собой повышение или снижение величины рН и приводит в результате реакций гидролиза к выпадению гидроксидов в осадок. На аноде в случае неблагородных металлов тоже нужно учитывать образование водорода вследствие химического растворения. Вторичные реакции могут произойти и с теми веществами, которые не принимают участия в реакции на электродах. Кроме того, происходит изменение концентрации этих веществ, как и вообще для всех компонентов, вследствие испарения воды и выноса деталей с нанесенным покрытием.

Постоянство концентраций основных компонентов обычно легко обеспечить дозированием их дополнительных количеств или вводом воды, поскольку аналитическое определение их концентраций в большинстве случаев не связано со значительными затратами.

Изменения содержания добавок, концентрации которых сравнительно низки. Напротив, высокоэффективные ингибиторы или катализаторы обычно вводятся в раствор с концентрацией только 0,1 —10 моль/л. Специфическое действие, например сглаживание поверхности или формирование зеркальности (блеска), связано с быстрой реакцией на поверхности электрода, скорость которой как предельное значение позволяет записать следующее выражение для изменения концентрации электролита.

Аналитический контроль этих концентраций в общем случае труден и обходится дорого, а для некоторых часто применяемых смесей с неопределенными веществами и вообще невозможен. В таких случаях применяют эмпирически установленные нормы для их дополнительного дозирования. Тем не менее продукты реакций добавок обычно накапливаются в электролите, что в конечном счете ведет к неполадкам при осаждении металла.

Посторонние вещества (загрязнения) в электролите. Наряду с уже упоминавшимися посторонними веществами, содержавшимися в химикатах для приготовления электролита, в ходе технической эксплуатации в ванну систематически вносятся загрязнения с покрываемых деталей (остатки других электролитов) и из анодов. При систематическом вводе загрязнений с поддержанием постоянства рабочих режимов устанавливается некоторая стационарная их концентрация, причем тем быстрее, чем выше относительная скорость срабатывания раствора. Если такая концентрация загрязнений уже вызывает неполадки, нужно непрерывно принимать меры для предотвращения изменений концентрации.

Еще труднее преодолеть последствия случайно и неконтролируемо вносимых загрязнений, например при неправильных действиях управления. Диагностика неполадок, возникающих вследствие этого, очень трудна и не всегда может быть выполнена систематически.

Менее дорогостоящим и обычно эффективным методом очистки является предварительный электролиз. При этом применяют плотности тока, составляющие примерно от одной десятой до одной трети обычных рабочих значений, и ведут работу с интенсивным перемешиванием электролита или движением электродов. Как правило, отрицательное действие оказывают в первую очередь те вещества, которые предпочтительно адсорбируются на поверхности электрода и разлагаются там. В условиях предварительного электролиза такие вещества быстро реагируют на поверхности активного электрода при сравнительно низких плотностях тока. Стационарная концентрация посторонних веществ, поступающих в электролит из анодов, в первую очередь посторонних металлов, определяется их содержанием в материале анодов.

Наряду с истинными и коллоидными растворами посторонних веществ неполадки могут вызвать также и взвешенные частицы, если они осаждаются на электродах. Мерой борьбы с ними может быть фильтрация электролита, которая для процессов, чувствительных к загрязнениям, должна выполняться параллельно с электролизом.

Отклонения от рабочей плотности тока

Для поддержания постоянства условий при электрокристаллизации вообще был бы целесообразен потенциостатический режим работы. Однако, не говоря уже о намного более высоких затратах на регулирование, такой режим может быть успешно осуществлен только в том случае, если каждый электрод имеет отдельные подводы. Поэтому такое решение и в будущем не станет рациональным (за исключением отдельных специальных установок), поскольку к тому же особенно неблагоприятные в технологическом отношении отклонения плотности тока от среднего значения на электродах большой протяженности все равно не устраняются.

Для регламентации средней рабочей плотности тока необходимо знать суммарную площадь поверхности всех изделий, находящихся в электролите; при сложной форме изделий эту площадь приходится определять эмпирически.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.11.03   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

17:12 Поковка сталь 4Х5МФС

08:51 Купим фторопласт Ф4, Ф4к20, стеклоткань, стеклолента, текстолит неликв

08:44 Закупаем прокат титана круг, проволоку, поковку, нихром остатки, с хра

08:34 Труба нержавеющая 57х4,0 ст12Х18Н10Т ГОСТ 9941-81

18:01 Предлагаем станок токарный ИТ-1М.

16:59 Вентиляторный завод приглашает к сотрудничеству

14:41 Дизельные электростанции АД 150-Т400-РГ

14:41 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

13:27 Труба ТФ 89х7 НД-2-2-20 2У1

13:25 Сварочные агрегаты адд 4004, адд 4004 вг и др

НОВОСТИ

28 Марта 2017 17:10
Звучание неодимовых магнитов

22 Марта 2017 14:08
Необычные строения из алюминия в Японии (17 фото)

28 Марта 2017 17:18
Выпуск чугуна в странах СНГ в феврале упал на 2,9%

28 Марта 2017 16:15
Группа ”ЧТПЗ” объявляет финансовые результаты по итогам 2016 года в соответствии с МСФО

28 Марта 2017 15:15
Китайский экспорт толстолистовой стали в феврале упал на 14%

28 Марта 2017 14:13
”РУСАЛ” расширяет на ”КАЗе” производство продукции с добавленной стоимостью

28 Марта 2017 13:18
Южная Америка в феврале увеличила выплавку стали на 1,5%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Изделия для печного и термического оборудования из нержавейки

Производство разных типов нержавеющих листов и их применение

Котельные жаропрочные и коррозионностойкие марки сталей

Сертификация и таможенное оформление грузоперевозок

Шаровые краны - основные виды и особенности

Распространенные марки стали для химического оборудования - сравнение и особенности

Высоколегированные жаропрочные стали для печного оборудования

Изготовление зубчатых колес и деталей по чертежам

Металлический штакетник и металлические решетки

Покупка картриджей в Москве – выгодное решение актуального вопроса

Пищевое оборудование из нержавеющих сталей

Лист нержавеющий холоднокатанный AISI 310S

Нержавеющий холоднокатанный и другие виды листового проката по AISI

Эффективность технологии ультразвуковой очистки поверхностей

Фурнитура и комплектующие для откатных ворот

Лист нержавеющий 08Х18Т1 в строительных и декоративных конструкциях

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Использование трубы нержавеющей 12Х18Н10Т в машиностроении и других остраслях

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.